Technicko ekonomická analýza vhodných alternativních paliv v dopravě

Transkript

1 Technicko ekonomická analýza vhodných alternativních paliv v dopravě 2. část (revidovaná) Vypracovali: Prof. Ing. Gustav Šebor, CSc. Doc. Ing. Milan Pospíšil, CSc. Ing. Jan Žákovec Praha, červen 2006

2 Obsah Obsah 1. ČÁST 1 Úvod Význam využití alternativních paliv v dopravě a jejich definice Literatura Zdroje, výroba a vlastnosti alternativních paliv a problematika jejich využití v dopravě Bionafta Výroba bionafty Zdroje pro výrobu bionafty v ČR Fyzikálně chemické vlastnosti bionafty (FAME) Požadavky na kvalitu bionafty a směsných paliv pro pohon motorových vozidel Způsoby distribuce bionafty Podmínky pro použití bionafty v dopravě Bioetanol Způsoby výroby bioetanolu Výroba bioetanolu fermentací cukrů Rafinace a dehydratace bioetanolu Základní ekonomické aspekty výroby bioetanolu Výroba bio-etbe Zdroje pro výrobu bioetanolu Fyzikálně-chemické vlastnosti bioetanolu a bio-etbe Požadavky na kvalitu bioetanolu a směsných paliv pro pohon motorových vozidel Způsoby distribuce bioetanolu Podmínky pro použití bioetanolu v dopravě Syntetická motorová paliva na bázi technologií GTL/BTL Pyrolýza biomasy Hydrotermické zpracování biomasy Výroba syntetické ropy a motorových paliv Výroba syntézního plynu ze zemního plynu Výroba syntézního plynu z biomasy Výroba metanolu Výroba MTBE Výroba dimetyléteru (DME) Fischer - Tropschova syntéza Porovnání fyzikálně chemických vlastností syntetických paliv a klasických kapalných motorových paliv LPG Výroba LPG... 79

3 Obsah Výroba LPG v rámci zpracování zemního plynu Výroba LPG v ropné rafinérii Zdroje LPG Fyzikálně chemické vlastnosti LPG Požadavky na kvalitu LPG pro pohon motorových vozidel Způsoby distribuce LPG Přeprava LPG Čerpací stanice LPG Podmínky pro použití LPG v dopravě Přestavba osobních a lehkých užitkových vozidel na alternativní LPG pohon Přestavba nákladních vozidel a autobusů na alternativní LPG pohon Podmínky provozu a přestaveb motorových vozidel na alternativní pohon LPG Vliv LPG na motor a ostatní komponenty vozidel Bioplyn Výroba bioplynu Definice bioplynu a suroviny pro jeho výrobu Výroba surového bioplynu Chemické složení surového bioplynu Čištění surového bioplynu Zdroje výroby bioplynu v ČR Současný stav produkce bioplynu v ČR Teoretický potenciál výroby bioplynu v ČR Fyzikálně chemické vlastnosti a kvalitativní parametry bioplynu Způsoby distribuce bioplynu Podmínky pro použití bioplynu v dopravě Zemní plyn Zásoby zemního plynu Dálková přeprava zemního plynu Zásobování Evropy zemním plynem Zásobování České republiky zemním plynem Zkapalněný zemní plyn Zkapalňování, uskladňování, přeprava a distribuce LNG Zkapalněný zemní plyn pro přímé dodávky koncovým spotřebitelům Zásobování Evropy zkapalněným zemním plynem Zásobování České republiky zkapalněným zemním plynem Fyzikálně chemické vlastnosti zemního plynu Fyzikálně chemické vlastnosti zkapalněného zemního plynu - LNG Jakostní standardy zemního plynu Způsoby distribuce zemního plynu

4 Obsah Přeprava zemního plynu CNG stanice LCNG stanice LNG stanice Podmínky pro použití zemního plynu ve vozidlech Technologie CNG ve vozidlech Technologie LNG ve vozidlech Posouzení stlačeného (CNG) a zkapalněného (LNG) zemního plynu v dopravě Výhody a nevýhody použití LNG ve srovnání se CNG CNG LNG Vodík Zdroje vodíku Výroba vodíku Elektrolýza vody Parní reformování a parciální oxidace zemního plynu Parciální oxidace ropných frakcí Zplyňování uhlí Výroba vodíku z biomasy Výroba vodíku s využitím alternativních zdrojů energie Hodnocení technologií výroby vodíku, výroba vodíku v České republice Fyzikálně chemické vlastnosti vodíku Jakostní standardy vodíku Palivové články Princip a účinnost palivového článku Typy palivových článků Způsoby distribuce vodíku Skladování vodíku Doprava vodíku Vodíkové čerpací stanice Podmínky pro použití vodíku v dopravě Literatura ČÁST 4 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Produkce skleníkových plynů, energetická a cenová náročnost alternativních paliv Výfukové emise regulovaných a neregulovaných škodlivin vznikající při spalování alternativních motorových paliv Předpokládaný technický vývoj a cenové relace pohonných jednotek Literatura

5 Obsah 5 Současný stav využití alternativních paliv v dopravě ve vybraných evropských zemí a v České republice Bioetanol a bionafta Přístup vybraných zemí EU k zavádění bioetanolu a bionafty Polsko Rakousko Spolková republika Německo Maďarsko Slovensko Česká republika Souhrn poznatků BTL a GTL LPG Situace v ČR Zemní plyn Využití CNG Využití LNG Aktuální stav využití zemního plynu v dopravě ve vybraných evropských zemích Itálie Německo Francie Rakousko Švýcarsko Slovensko Česká republika Bioplyn Přehled využití bioplynu v dopravě v Evropě Švédsko Švýcarsko Francie Island Česká republika Vodík Přehled vodíkových projektů Německo Španělsko Švédsko Švýcarsko Portugalsko Lucembursko

6 Obsah Velká Británie Island Česká republika Podmínky pro uplatnění alternativních paliv z hlediska legislativy Evropské unie a České republiky Základní legislativa EU Legislativa EU pro podporu biopaliv Akční plán EU pro využití biomasy a biopaliv Základní legislativa České republiky Obecná legislativa k motorovým palivům Legislativa k využití biopaliv v dopravě Legislativa k využití zemního plynu v České republice Varianty využití alternativních paliv v dopravě v České republice Předpokládaná spotřeba kapalných motorových paliv v ČR do r Možné varianty řešení spotřeby kapalných biopaliv v ČR Teoretické možnosti splnění indikativních cílů směrnice 2003/30/EC pro využití kapalných biopaliv v ČR v r Možné varianty řešení spotřeby plynných alternativních paliv v ČR do r Ekonomické hodnocení využití alternativních paliv v dopravě v ČR Předpokládaný vývoj cen fosilních kapalných motorových paliv Kalkulace ceny MEŘO Kalkulace ceny etanolu Kalkulace ceny ETBE Kalkulace ceny zemního plynu Variantní výpočty dopadů zavedení biopaliv jako součásti motorových paliv na státní rozpočet ČR Podpora plynofikace dopravy ze strany státu Závěry Ekologické aspekty využití alternativních paliv Bioetanol a bionafta Syntetická paliva vyrobená technologiemi GTL a BTL LPG Stlačený zemní plyn (CNG) Zkapalněný zemní plyn (LNG) Bioplyn Vodík

7 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě 4 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Jedním z hlavních argumentů pro používání alternativních motorových paliv jsou ekologické důvody. Alternativní plynná a kapalná paliva v porovnání s klasickými pohonnými hmotami na ropné bázi automobilovým benzinem a motorovou naftou obecně představují menší zátěž pro ovzduší jak z hlediska emisí skleníkových (GHG) plynů, tak i dalších anorganických a organických škodlivin obsažených ve výfukových plynech spalovacích motorů oxidu uhelnatého (CO), oxidů dusíku (NO x ), celkových uhlovodíků (HC), částic (PM) a minoritních organických sloučenin s vysokým rizikovým potenciálem (např. polyaromatické uhlovodíky, aldehydy, alkeny). Výhodou plynných paliv je skutečnost, že v případě jejich úniku nepředstavují zátěž pro vodní zdroje a půdu, výdodou některých kapalných alternativních paliv na bázi rostlinných zdrojů bionafta, bioetanol je lepší jejich biologická odbouratelnost ve srovnání s klasickými motorovými palivy na ropné bázi. 4.1 Produkce skleníkových plynů, energetická a cenová náročnost alternativních paliv Při posuzování ekologické výhodnosti použití alternativních paliv není možno hodnotit pouze finální fázi jejich spotřeby ve vozidlech, ale celý životní cyklus zahrnující i předcházející fáze produkce zdrojů, výroby paliva a jeho distribuce ke spotřebiteli. Pouze komplexní analýza je objektivní a umožňuje zohlednit skutečnost, že v některých případech může výrobní fáze být natolik ekologicky a energeticky náročná, že je v celkové bilanci zcela negován pozitivní efekt konečné spotřeby paliva ve vozidle (např. vodík). Komplexní posouzení vlivu paliva na životní prostředí (LCA Life Cycle Assesment) je v současnosti celosvětově předmětem aktivity řady výzkumných pracovišť, jedná se o problematiku značně složitou vyžadující analýzu velkého množství nejrůznějších vstupních dat z řady odvětví národního hospodářství (zemědělství, těžba surovin, energetika, automobilový průmysl, chemický průmysl, ekonomika). Za jednu z nejlepších současných komplexních analýz tohoto typu lze považovat studii Well-to-Wheels Analysis of Future Automotive Fuels and Powertrains in the European Context, vypracovanou sdruženími EUCAR (the European Council for Automotive R & D), CONCAWE (the Oil Companies European Association for Environment, Health and Safety in Refining and Distribution) a JRC (the Joint Research Centre of the EU Commission) v r a její zpřesnění z r Studie přináší analýzu bilance tvorby GHG plynů pro klasická motorová paliva (benzin, motorová nafta), alternativní plynná (CNG, LNG, bioplyn, LPG, C-H 2, L-H 2, DME) a kapalná (etanol, metanol, ETBE, FAME, FAEE, syntetická NM GTL, BTL) paliva

8 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě z hlediska různých způsobů jejich výroby a distribuce. Analýza rovněž zohledňuje použití alternativních paliv ve vozidlech s různou úrovní technického řešení spalovacích motorů odpovídající r a předpokládanou pro r. 2010, vozidel s hybridními pohony a palivovými články. Studie vyčísluje náklady spojené s produkcí resp. úsporami GHG plynů. Analýza vlivu na životní prostředí každého hodnoceného paliva je rozdělena na dvě části. První část, tzv. Well to Tank (WTT) od zdroje do nádrže, posuzuje energetickou náročnost a emise skleníkových plynů v krocích předcházejících konečné spotřebě pohonné hmoty ve vozidle. Druhá část, tzv. Tank to Wheels (TTW) z nádrže na kola, pak bilancuje spotřebu energie a produkci GHG plynů ve fázi konečné spotřeby paliva ve vozidle. Obě části dohromady pak zahrnují celý životní cyklus konkrétní pohonné hmoty, tzv. Well to Wheells (WTW) od zdroje na kola. Nejdůležitější závěry této studie lze shrnout do následujících bodů: klíčovou roli v produkci GHG emisí a při spotřebě energií hraje nejen charakter motorového paliva a způsob jeho výroby, ale i účinnost pohonné jednotky ve vozidle; alternativa motorových paliv z obnovitelných zdrojů může přinést významné snížení GHG emisí, ale obecně za cenu vyšší energetické náročnosti; výsledky analýzy vlivu na životní prostředí musí být vždy dále ještě hodnoceny z hlediska reálných zdrojů, praktické realizovatelnosti, výše nákladů a kladného přijetí veřejností; přesun z fosilních k alternativním palivům z obnovitelných zdrojů je v současné době finančně velmi náročný. Snížení GHG emisí má vždy za následek zvýšení nákladů. Avšak vyšší náklady nemusí automaticky znamenat větší snížení GHG emisí; neexistuje jednoduchá cesta, která by v blízké budoucnosti umožnila zajistit dostatečné množství nízkouhlíkového paliva. Na trhu bude figurovat široké spektrum alternativních paliv v kombinaci řady výrobních technologií. Z důvodů přiměřených nákladů se po přechodnou dobu v případech, kdy je to možné, jeví pravděpodobné využívání směsí konvenčních a alternativních motorových paliv; výroba syntetických paliv nebo vodíku z fosilních zdrojů uhlí nebo zemního plynu je efektivní z hlediska snížení GHG emisí ve fázi koncové spotřeby pouze za předpokladu, že se vhodnou technologií podaří zachytit a uskladnit oxid uhličitý vznikající v procesu výroby těchto paliv. Syntetická paliva a vodík mají v budoucnosti větší potenciál pro náhradu fosilních paliv než současná konvenční biopaliva (etanol, bionafta). Rozvoji velkokapacitní produkce tohoto typu paliv brání především vysoké náklady a složitost výroby; optimální využití obnovitelných zdrojů, jako je biomasa a větrná energie, je nutno posuzovat z pohledu celkových požadavků na energii, tj. nejen v dopravě, ale i v energetice

9 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Následující sloupcové grafy (obr ) prezentují jednotlivá alternativní motorová paliva, resp. různé surovinové zdroje a způsoby výroby, z hlediska porovnání energetické náročnosti fází životního cyklu předcházejících finální spotřebě paliva ve vozidle (WTT). V grafech jsou uváděny relativní hodnoty WTT energie vztažené na využitelný energetický obsah paliva (TTW). Lze obecně konstatovat, že prakticky u všech alternativních motorových paliv, pouze s výjimkou zemního plynu a LPG, je fáze předcházející konečné spotřebě energeticky velmi náročná. Spotřeba energie ve fázi WTT v lepším případě odpovídá vlastnímu využitelnému energetickému obsahu alternativního paliva (syntetická kapalná paliva, DME, vodík vyrobený ze ZP nebo biomasy), ve většině uváděných variant však využitelný energetický obsah paliva 1,5 až 5-krát překračuje (bioetanol, bionafta, elektrolytický vodík). Potvrzuje se, že energie obsažená v biomase či přírodních zdrojích je velice málo koncentrovaná a větší část využitelného energetického potenciálu obnovitelných zdrojů je nutno rezervovat pro výrobu alternativních paliv a nebude ji možno efektivně využít ve fázi konečné spotřeby. Sloupcové grafy na obr dále přinášejí informaci o tom, jaký celkový podíl energie z fosilních zdrojů (WTW fos ) připadá na jednotku energie v alternativním palivu spotřebovaném pro pohon vozidla (TTW). Téměř v procesu výroby každého druhu alternativního paliva se více či méně spotřebovává energie z neobnovitelných zdrojů. Převážně se jedná o elektrickou energii a motorová paliva v zemědělství a dopravě. Zcela minimální spotřeba energie z neobnovitelných zdrojů je spojena především s využitím odpadní biomasy v kogeneračních jednotkách při společné výrobě el. energie a tepla

10 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin Motorová nafta Zkapalněné uhlovodíkové plyny (LPG) Stlačený zemní plyn (CNG) Zpalněný zemní plyn (LNG) Bioplyn - komunální odpad Bioplyn - hnůj hospodářských zvířat Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, zemní plyn WTWfos/TTW WTT/TTW 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, uhlí Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, dřevní hmota -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Obr. 4.1: Rel. porovnání vybraných plynných alternativních paliv a způsobů jejich výroby z hlediska rel. spotřeby energie ve fázi jejich výroby a distribuce (WTT) a celkové spotřeby energie z fosilních zdrojů (WTW fos ) vztaženo na využitelný obsah energie při spotřebě (TTW)

11 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin Etanol - cukrová řepa, řízky jako krmivo, kotel ZP Etanol - cukrová řepa, řízky jako palivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace ZP Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace uhlí Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace uhlí WTWfos/TTW WTT/TTW 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace slámy Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace slámy Etanol - cukrová třtina (Brazílie) Etanol dřevní hmota Etanol obilná sláma -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Obr. 4.2: Rel. porovnání vybraných způsobů výroby bioetanolu z hlediska rel. spotřeby energie ve fázi jeho výroby a distribuce (WTT) a celkové spotřeby energie z fosilních zdrojů (WTWfos) vztaženo na využitelný obsah energie při spotřebě (TTW)

12 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Motorová nafta Metylestery řepkové oleje (MEŘO) - glycerin jako chem.sur. Etylestery řepkové oleje (EEŘO) - glycerin jako chem.sur. Syndiesel GTL - F-T syntéza, zemní plyn Syndiesel GTL - F-T syntéza, zemní plyn + záchyt CO 2 Syndiesel CTL - F-T syntéza, uhlí Syndiesel CTL - F-T syntéza, uhlí + záchyt CO 2 Syndiesel BTL - F-T syntéza, dřevní hmota WTWfos/TTW WTT/TTW 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Syndiesel BTL - F-T syntéza, papírenský odpad (lignin) -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Obr. 4.3: Rel. porovnání různých způsobů výroby bionafty a syntetické motorové nafty z hlediska rel. spotřeby energie ve fázi jejich výroby a distribuce (WTT) a celkové spotřeby energie z fosilních zdrojů (WTWfos) vztaženo na využitelný obsah energie při spotřebě (TTW)

13 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin Motorová nafta Stlačený H 2 - reforming zemního plynu Stlačený H 2 - zplyňování uhlí Stlačený H 2 - zplyňování dřevní hmoty Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z kogenerace zemního plynu Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z uhelné elektrárny Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z jaderné elektrárny Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z větrné elektrárny WTWfos/TTW WTT/TTW 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Kapalný H 2 - reforming zemního plynu Kapalný H 2 - zplyňování dřevní hmoty Kapalný H 2 - elektrolýza, směsná el. EU Kapalný H 2 elektrolýza, el. z kogenerace zemního plynu Kapalný H 2 elektrolýza, el. z uhelné elektrárny 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 Obr. 4.4: Rel. porovnání vybraných způsobů výroby vodíku z hlediska rel. spotřeby energie ve fázi výroby a distribuce (WTT) a celkové spotřeby energie z fosilních zdrojů (WTWfos) vztaženo na využitelný obsah energie při spotřebě (TTW)

14 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Sloupcové grafy na obr. 4.5 až 4.8 přinášejí porovnání průměrných nákladů spojených s výrobou a distribucí vybraných alternativních motorových paliv v závislosti na ceně surové ropy. Prezentovaná data dokumentují, že výrobní cena všech typů alternativních paliv je i při ceně ropy 60 USD za barel vyšší než cena energetické srovnatelného množství konvenčních kapalných motorových paliv ropného původu. Jediné výjimky představují zemní plyn, bioetanol vyrobený z odpadní slámy a rovněž i stlačený vodík ze zplyňování dřevní hmoty. Vůbec výrobně nejdražší je elektrolytický vodík. Je třeba poznamenat, že nárůst ceny ropy se částečně odráží i v růstu ceny alternativních paliv. Další nárůst cen ropy nad úroveň 70 USD za barel s velkou pravděpodobností smaže rozdíly v cenách motorové nafty a benzínu na straně jedné a bioetanolu a bionafty na straně druhé a tato paliva se stanou konkurence schopná. Při nižších cenách ropné suroviny je nutno alternativní paliva cenově či daňově zvýhodňovat. V případě vodíku nelze vyrovnání jeho výrobních nákladů s náklady běžnými pro výrobu konvenčních motorových paliv očekávat ani při zvýšení ceny ropy na 80 USD za barel. Z hlediska finančních nákladů se nejeví v Evropě příliš reálnou rovněž i výroba syntetické motorové nafty (s vyjímkou Ruska), především procesy GTL (Gas to Liquid) nebo CTL (Coal to Liquid), z důvodu chybějících surovinových zdrojů. Rovněž velkokapacitní výroba tohoto druhu paliva z biomasy procesem BTL (Biomass to Liquid) je z ekonomických důvodů i ve střednědobém horizontu stále málo pravděpodobná. Pokud se týká vlivu na životní prostředí, velmi důležité kritérium vhodnosti použití představuje celková produkce GHG plynů (ve formě přepočteného množství oxidu uhličitého) vztažená na jednotku spotřebované energie. Měrné emise GHG plynů pro různá alternativní paliva prezentují sloupcové grafy na obr. 4.9 až Z uvedených grafů je zřejmé, že převážná většina alternativních plynných a kapalných paliv vyrobených na bázi obnovitelných zdrojů přináší významné snížení emisí skleníkových plynů. V případě bioplynu vyráběného fermentací exkrementů hospodářských zvířat a etanolu, při jehož výrobě potřebu energie zajišťuje kogenerační jednotka spalující odpadní slámu, dokonce měrné emise vycházejí záporně, a to z důvodu efektivního a cíleného využití materiálu, který by jinak v procesu neřízeného tlení a kvašení emitoval do ovzduší nezanedbatelné objemy skleníkových plynů. Z hlediska emisí GHG plynů jsou problematické nejen výroby alternativních paliv (DME, CTL, GTL) na bázi fosilní suroviny (uhlí, zemní plyn), ale i výroby alternativních paliv z obnovitelných zdrojů (zemědělské produkce), při kterých se spotřebovává energie z fosilních paliv, např. výroba etanolu s energií zajištěnou spalováním uhlí. Z porovnání výrob alternativních paliv vycházejících z cíleně pěstovaných zemědělských plodin nebo ze zpracování odpadní biomasy a dřevní hmoty vychází bilance GHG plynů podle očekávání výrazně příznivější pro druhou z uvedených variant

15 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin, motorová nafta Zkapalněné uhlovodíkové plyny (LPG) Stlačený zemní plyn (CNG) Bioplyn - 20 % komunální odpad + 80 % hnůj hosp. zvířat Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, zemní plyn Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, uhlí 30 USD/bbl 60 USD/bbl 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, dřevní hmota / GJ paliva Obr. 4.5: Porovnání výrobních nákladů pro různá alternativní plynná paliva a různé způsoby jejich výroby v závislosti na ceně ropy

16 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin, motorová nafta Etanol - cukrová řepa, řízky jako krmivo, kotel ZP Etanol - cukrová řepa, řízky jako palivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace ZP Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace uhlí Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace uhlí 30 USD/bbl 60 USD/bbl 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace slámy Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace slámy Etanol - dřevní hmota Etanol obilná sláma / GJ paliva Obr. 4.6: Porovnání nákladů pro různé způsoby výroby bioetanolu v závislosti na ceně ropy

17 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin, motorová nafta Metylestery řepkové oleje (MEŘO) - glycerin jako chem.sur. Etylestery řepkové oleje (EEŘO) - glycerin jako chem.sur. Syndiesel GTL - F-T syntéza, zemní plyn Syndiesel CTL - F-T syntéza, uhlí 30 USD/bbl 60 USD/bbl 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Syndiesel BTL - F-T syntéza, dřevní hmota Syndiesel BTL - F-T syntéza, papírenský odpad (lignin) / GJ paliva Obr. 4.7: Porovnání nákladů pro různé způsoby výroby bioetanolu v závislosti na ceně ropy

18 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin, motorová nafta Stlačený H 2 - reforming zemního plynu Stlačený H 2 - zplyňování uhlí Stlačený H 2 - zplyňování dřevní hmoty Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z kogenerace zemního plynu Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z uhelné elektrárny Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z jaderné elektrárny Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z větrné elektrárny 30 USD/bbl 60 USD/bbl 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Kapalný H 2 - reforming zemního plynu Kapalný H 2 - zplyňování dřevní hmoty Kapalný H 2 - elektrolýza, směsná el. EU Kapalný H 2 - elektrolýza, el. z kogenerace zemního plynu Kapalný H 2 elektrolýza, el. z uhelné elektrárny / GJ paliva Obr. 4.8: Porovnání nákladů pro různé způsoby výroby vodíku v závislosti na ceně ropy

19 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin Motorová nafta Zkapalněné uhlovodíkové plyny (LPG) Stlačený zemní plyn (CNG) Zpalněný zemní plyn (LNG) Bioplyn - komunální odpad Bioplyn - hnůj hospodářských zvířat Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, zemní plyn Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, uhlí Dimetyléter (DME) - F-T syntéza, dřevní hmota kg CO 2 / GJ TTW Obr. 4.9: Celkové emise CO 2 spojené s výrobou a spotřebou plynných paliv vztažené na využitelný energetický obsah 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě

20 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin Etanol - cukrová řepa, řízky jako krmivo, kotel ZP Etanol - cukrová řepa, řízky jako palivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kotel ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace ZP Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace ZP Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace uhlí Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace uhlí Etanol - pšenice, výpalky jako krmivo, kogenerace slámy Etanol - pšenice, výpalky jako palivo, kogenerace slámy Etanol - cukrová třtina (Brazílie) Etanol - dřevní hmota Etanol - obilná sláma 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě kg CO 2 / GJ TTW Obr. 4.10: Celkové emise CO 2 spojené s výrobou a spotřebou etanolu jako alternativního paliva vztažené na využitelný energetický obsah

21 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Motorová nafta Metylestery řepkové oleje (MEŘO) - glycerin jako chem.sur. Etylestery řepkové oleje (EEŘO) - glycerin jako chem.sur. Syndiesel GTL - F-T syntéza, zemní plyn Syndiesel GTL - F-T syntéza, zemní plyn + záchyt CO 2 Syndiesel CTL - F-T syntéza, uhlí Syndiesel CTL - F-T syntéza, uhlí + záchyt CO 2 Syndiesel BTL - F-T syntéza, dřevní hmota Syndiesel BTL - F-T syntéza, papírenský odpad (lignin) 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě kg CO 2 / GJ TTW Obr. 4.11: Celkové emise CO 2 spojené s výrobou a spotřebou bionafty a syntetické motorové nafty vztažené na využitelný energetický obsah

22 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Automobilový benzin Motorová nafta Stlačený H 2 - reforming zemního plynu Stlačený H 2 - zplyňování uhlí Stlačený H 2 - zplyňování dřevní hmoty Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z kogenerace zemního plynu Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z uhelné elektrárny Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z jaderné elektrárny Stlačený H 2 - elektrolýza, el. z větrné elektrárny 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Kapalný H 2 - reforming zemního plynu Kapalný H 2 - zplyňování dřevní hmoty Kapalný H 2 - elektrolýza, směsná el. EU Kapalný H 2 - elektrolýza, el. z kogenerace zemního plynu Kapalný H 2 elektrolýza, el. z uhelné elektrárny kg CO 2 / GJ TTW Obr. 4.12: Celkové emise CO 2 spojené s výrobou a spotřebou vodíku vztažené na využitelný energetický obsah

23 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě / GJ paliva obnovitelné zdroje energ. EtOH - pšenice, kogener. slámy bioplyn fosilní paliva elektrolytický H 2, el. z jaderné nebo větrné elektr. Syndiesel - dřevní hmota termochemický H 2, zplyňování dřevní hm. 1. EtOH - sláma CNG LPG EtOH - pšenice, kogener. uhlí kg CO 2 / GJ paliva 4. elektrolytický H 2, el. z uhelné elektrárny Stlačený H2 Kapalný H2 Bioetanol Bionafta Syndiesel DME Plynná paliva BA, NM 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Obr. 4.13: Porovnání výrobní ceny alternativních paliv a emisí GHG plynů při jejich použití jako motorových paliv (situace odpovídající ceně ropy 60 USD/bbl)

24 Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Navýšení nákladů spojených s náhradou paliva ( / 100 km) Fosilní plynná paliva - spal. motor 3 Bio-plynná paliva - spal. motor Bioetanol - spal. motor 2 Bionafta - spal. motor 1 Syndiesel - spal. motor H2-spalovací motor 0 H2-palivové články Reformér + pal. čl. ve vozidle Úspora CO 2 oproti použití konvenčního motorového paliva (%) 4. Ekologické aspekty využití alternativních paliv v dopravě Obr. 4.14: Porovnání alternativních paliv z hlediska navýšení provozních nákladů a úspory GHG plynů při jejich spotřebě v motorových vozidlech různé technické úrovně